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1、超高层临时消防系统施工工法北京建工四建工程建设有限公司孙忠王伟蔡斌谢明泉杨玉涛1 .前言超高层建筑施工过程中的防火、救火问题近年来备受关注。因在建超高层建筑正式的消火栓系统尚未投入使用，更没有自动报警与水喷淋系统，防火分区尚未分隔完成，所以其防火功能非常薄弱。本工法结合海南大厦工程，对超高层建筑施工过程中的临时消防系统进行系统的总结，归纳其设置、安装、使用、拆除等过程中各专业的工艺做法、试验调试及管理使用，形成一套规范、系统的工法,为类似工程提供借鉴。.工法特点1.设计先行超高层临时消防系统应参照工程正式消火栓系统设计进行分区，并结合工程结构施工实际需要，确定各分区的消防立管总长及选用水泵的扬
2、程，进而进行消防给水管网的整体布置，优化临时消防系统的设计方案。2 .优化自动控制系统超高层临时消防系统除应科学设计给水管网，尚应对该系统使用的可靠性、方便性、及时性加以综合考虑，合理布置临电电路、自动控制系统线路，使系统在日常使用、维护及遇到火情时，可以及时启动，起到切实的防火、灭火作用。3 .分步实施、无缝衔接临时消防系统随主体结构施工顺次进行，依次完成各分区管网，同时上部管网仍随结构跟进，确保整栋楼体的临时消防系统做到在先行施工的核心筒部位，各个楼层、各个施工阶段的全面覆盖。3 .适用范围该工法主要适用于高层及超高层框架一一核心筒结构、筒中筒结构的消防、施工用水供给，且适应于该类结构需要
3、内外筒先后施工的工艺特点。4 .工艺原理1 .采用多级消防水泵和多级水箱接力供水，将临水供到200米以上高空，满足施工用水、消防用水以及排污用水的供应。2 .消防水箱设置之前，较低分区消防立管随结构向上延伸，保证先行施工的核心筒部位消防供水。3 .设置自动控制系统线路，控制消防水箱水位上下限，结合人工巡查采用双控管理，确保消防水箱内水量充足，满足消防需要。5.施工工艺及操作要点5.1施工流程临时消防系统分区布置-确定消防立管总长，初估水泵扬程-计算确定用水量及水泵扬程-一选用消防水泵-设置消防水泵房-安装消防立管及消火栓系统一-设置中转水箱-一打压试验-一依次安装消防立管、消火栓及水箱，完成各
4、分区临时消防系统设置5.2临时消防系统布置5.2.1整体布置工程临水工程主要包括生活给排水系统、临时施工用给排水系统、临时施工用消防给水系统。消防给水系统包括室外消防给水、室内消防给水两部分。现场首层平面生产、生活及消防给水从市政管网接入，沿现场平面施工道路埋地铺设。施工、消防用水干管采用DNlOO钢管，现场环形布置每间隔不大于60m左右设置一个消火栓，基础施工期间设10个室外SXlOo-1.6型消火拴，各消火栓基本形成环形防火网络。楼层生产、消防给水采用DNlOO钢管从市政引入总消防水池，通过消防水泵将消防水打压到楼上，结合结构设计的加强层部位，在加强层（17层和31层）设置2级消防水箱和水
5、泵，分级打压将临水供到结构顶部及屋面部位。结构施工时，将临时消防立管布置在电梯厅位置处，低区供水时，将临时消防立管和水箱布置在外围办公区位置，以减少对装修的影响。5.2.2水泵布置主楼和副楼分别设置首层总泵站，直接从市政管网取水，供应现场全部的消防及生产用水。海南大厦主楼为超高层建筑，设置3级泵站，分别位于首层及17层、31层,首层泵站负责首层至17层（结构施工期间至23层）的消防及生产用水，17层泵站负责17层至31层（结构施工期间至37层）消防及生产用水，31层泵站负责31层至顶层消防及生产用水。主楼具体泵站配置见下表：序号设备位置设备名称流量扬程数量备注负责区域1IF水泵房总消防泵75m
6、3h160m2台一备一用F1-F17217F水泵房低区消防泵55nh120m2台一备一用F17-F31331F水泵房高区消防泵55m3h120m2台一备一用F31-F45消防水泵平时提供生产用水，当发生火灾时，手动启动消防给水泵。给水泵房内设置24小时值班人员，保证突发灾情时水泵运转正常。5.2.3水箱布置：主、副楼总消防水池均设在施工现场南侧围墙边，保证各自储水量20m）主楼三级消防水箱分别设在设在17层、31层、45层楼面，标高分别为69.9mJ26.7m,另在45层楼面设置水箱，标高183.2m。水箱采用2组1.5mXL5mX3m钢板焊制水箱连通组成。5.2.4水泵扬程要求：由于框架核心
7、筒结构施工采用核心筒先行施工的方法，核心筒结构比外围楼板先施工4-8层。17层低区消防水箱在楼板施工完毕后放置，此时核心筒结构已施工至23层（按6层高差考虑），楼面标高94.4u低区消防泵同时满足结构施工期间消防要求，必须能够将消防用水输送至23层，消火栓设置在楼面1.5m处，低区消防立管最长，总长：94.4+1.5=95.9m；17层至31层中区消防立管总长:151.2-69.9=81.3m0消防水泵扬程应满足在立管顶端最不利消火栓出水后，仍能满足消防扑救的最小要求水压。5.3临时消防系统计算5.3.1用水量及管径计算根据本工程的规模及建设工程施工现场消防安全技术规范要求：现场室内临时总用水
8、量q=15Ls管径计算按公式：d=4Q乃XDXlooo4153.14210=0. 098 (In)式中：d一配水管直径(m)；Q耗水量(L/s)；u一消防时的水流速度(取u=2ms)现场主管选用。100焊接铁管。5.3.2水泵扬程计算主楼水泵房总消防泵将水输送至17层水箱，17层中区消防泵将水输送至31层水箱，31层高区消防泵将水输送至屋顶层水箱。5.3.2.1沿程水头损失计算：根据现场水箱、消火栓布置情况，高、低区消防立管计算高度均为94.3m。根据建筑给排水设计手册6.3-8：水流速度V=2msL2ms,管道单位长度的水头损失：V222i-0.0107-=0.0107X-=0.85Kpam
9、dj,30.1,3故沿程水头损失h1=i1=0.85X95.9=80.5KPag8.OmH2O5.3.2.2局部水头损失计算：因现场生产、消防共用给水管网，故局部水头损失按沿程水头损失的15%计算,BPh2=8.00.15=1.2mH205.3.2.3消火栓需用压力水头根据建筑给排水设计手册6.2-9及表6.2-15：按5Ls水枪流量设计，消防水枪充实水柱长度IInb所需水压力为160;水带水头损失：Hd=AdLdqO.00432552=2.7mH20o5.3.2.4消防立管计算高度为95.9io水泵扬程H=8+l.2+16+2.7+95.9=123.8m5.3.2.5根据计算水泵流量和扬程，
10、选用水泵如下：160m扬程消防泵2台；120In扬程消防泵4台。副楼总高约80m,其水泵房总消防泵将水输送至17层水箱，扬程富余量很大，不再计算，选用水泵如下：120In扬程消防泵2台。5.4临时消防系统的实施5.4.1水箱的设置水箱应根据结构设计设置在承载力较高的楼层部位，一般设置在结构加强层。三级水箱分别布置在17层、31层及45层楼内混凝土楼板上，两端架设在梁上，并设置支座，保证简支支撑，支座可采用砌筑100高豉梁设置。为保证水箱本体及盛满水后的静荷载造成的弯矩较小，需将水箱设置在靠近梁端部位，通过水管连通。水箱是在结构施工完毕后安装，并在混凝土浇筑7日后注水。水箱注水通过水泵从下一级水
11、箱抽水供上一级水箱，然后高位水箱下行供给生产及消防用水。在结构施工时上面水箱尚不能就位，施工用水无法靠水箱供水，在结构施工时用对讲机通知起停水泵供水，确保施工生产、消防用水。装修施工周期长，材料多，为确保消防供水量充足，在水箱内设置浮球阀，配套弱电控制器及专用电路，连接到首层消防水泵房控制室总控箱，实现消防和生产用水供给的自动控制。5.4.2消防立管设置临时消防系统要保留至给排水系统投入使用，消防立管既要考虑到施工、拆卸的方便，又要考虑到将部分工程的施工尤其是机电、装修的影响减少到最小。结构施工时，将临时消防立管布置在电梯厅位置处，分为供水箱给水立管GL、消防给水立管XL下行2道水管。为保证检
12、修时正常供水，给水立管GL应设置2根立管。在高区供水时，应将消防立管设置在核心筒卫生间的清洁间位置，避免影响二次结构墙体的砌筑。低区供水时，将临时消防立管和水箱布置在外围办公区位置，以减少对装修的影响。消防立管周围应砌筑内侧500见方、120宽、200高挡水台，内外均抹防水砂浆，并在留洞位置板下抹鹰嘴。自水箱下行另设置生产给水立管SL,保证生产用水。结构施工期间消防水与产生用水共用。5.4.3消火栓及灭火器设置供水箱给水立管GL、消防给水下行立管XL,均每层设置消火栓。水箱安装蓄水完毕、下行立管XL全部安装使用后，可将给水立管GL消火栓出口用管箍加堵头封闭。主楼单层面积约2400而，根据高层建
13、筑消防规范的规定，每层设置一处口径为DN65的消火栓。给水压力应满足消防水枪充实水柱不小于10m,给水压力不能满足要求时，应设置消火栓泵。在每层楼梯处设置消防水枪、水带及软管，每个设置点不少于2套。在楼层结构施工阶段主要为混凝土与钢结构，易燃物较装修阶段少，配合采用2套手提灭火器灭火，以满足施工现场消防需要。灭火器用定型钢筋笼挂起。并经常检查灭火器的气压。主楼消防系统立面布置见下图：消防系统主楼立面布置图5. 5临时消防系统供电施工现场的消火栓泵应采用专用消防配电线路。专用消防配电线路应自施工现场总配电箱的总断路器上端接入，且应保持不间断供电。6.材料与设备6. 1材料准备7. 1.1材料消防
14、水泵、止回阀、闸阀、钢制水箱、DNlOO钢管、DN20阀门、DN65的消火栓、枪口。19外套丝铝质消火栓、活动消防箱、干粉灭火器、水带。8. 1.2验收要求管道安装完毕，需进行冲洗和打压试验，试验压力为1.6Mpa;保持IOmin以上。9. 2机具准备交流手工50OA电焊机；麻绳，扳手，标准钢卷尺，线坠。7.质量控制10. 1施工阶段10.1.1 格按消防方案进行管道水龙头的布置安装。7. 1.2钢管及管件的材质必须符合管家相关规范要求，应有出厂合格证明和型式检验报告。管壁内外镀锌均匀，无锈蚀、飞刺。管件无偏扣、乱扣、丝扣不全或角度不准等现象。7. 3阀门的规格型号要符合方案要求，承压不小于1
15、.6Mpao阀体表面光洁,无裂纹、开关灵活、关闭严密、填料密封完好无渗漏；手轮完整无损坏，具有出场合格证明。8. 1.4管道定位时，必须由测量人员配合，确保定位准确，防止今后因影响其他作业而返工。管道埋地敷设时，挖沟深度保证在20Omm以上，回填时要将砖块、碎石等硬物清除，防止管道受压时损坏。埋地的管道尽量减少接口，预留三通部位要在图纸上做好标识。9. 1.5管道穿过施工道路时必须加设过路套管，管径要比所穿管道大1个等级，以防受压损坏。管道支架设置必须规范、牢固。沿地面敷设的管道，在转弯、三通处要用水泥固定。10. 1.6管道安装完毕，需进行冲洗和打压试验，试验压力为L6Mpa;保持IOmin
16、以上。填写试压记录，经有关部门验收后方可填土隐蔽和通水。7.2日常使用管理1.1.1 1在工程中大量用水的单位，要将对临时用水的使用、管理、排放写入施工组织设计，并且明确分管领导。1.1.2 2.2加强对个人的交底教育，使每人建立节约用水意识，爱护供水设施。凡发现跑水、漏水情况要立即关闭最近的阀门，并立即汇报。1.1.3 现场用水施工时，要确定班组用水负责人，负责当班期间用水的管理及下班前对阀门是否关闭进行检查。1.1.4 加强施工现场用水管道、阀门的日常巡逻检查，发生滴水、漏水现象及时进行修理。用水施工前，检查场地周边是否有怕湿、怕淋的工程材料和设备；检查是否有预留孔洞，并要求采取相应的预防
17、措施。1.1.5 2.5各单位在大量用水如：试压、大体积混凝土浇筑等前，需提前半天向主管单位提出书面申请，以便提前储备水量。1.1.6 管道检修、敷设而需停水时，尽量避开用水高峰时间。1.1.7 正式工程管道系统的冲洗、试压，在施工前须向主管单位报专项的施工方案，批准后方可实施。7.2.8维修值班人员必须做好每天的巡查记录。8 .安全措施1）施工区的消防安全应配有专人值守，发生火情应能立即处置。2）消防水箱布置应合理，不应影响安全疏散及火灾抢险。3）施工现场的消火栓泵应采用专用消防配电线路。专用消防配电线路应自施工现场总配电箱的总断路器上端接入，且应保持不间断供电。4）焊接、切割、烘烤或加热等
18、动火作业前，应对作业现场的可燃物进行清理；作业现场及其附近无法移走的可燃物应采用不燃材料对其覆盖或隔离。5）临时消防给水系统的贮水池、消火栓泵、室内消防竖管及水泵接合器等应设置醒目标识。9 .环保措施1）经打压后系统方可投入运行，保证不出现破冒滴漏现象，利于现场文明施工。2）现场焊接作业尽量在白天进行，避免光线污染。10 .效益分析1）本工法施工临时用水的设置采用分阶段、分层次的设置方法，与传统作法比较，消防更安全，操作更简单，由于采用分级供水，消防水管内压力较小，可以采用成本更低的焊接钢管制作加工，而水泵也可以采用其它普通高层结构周转使用过的水泵，运行与维护成本显著降低，具有良好的综合效益。
19、2）结构施工期间保证消防立管伸至最高作业面，自动控制系统保证水箱储水量，确保火灾抢险的可靠性。11 .应用实例1、海南大厦工程地下四层，地上由西侧主楼、东侧副楼及裙房组成。其中主楼为超高层，共45层，高度198m；副楼为一般高程，共17层，高度为76.8m。楼层生产、消防给水采用DNlOO钢管从市政引入总消防水池，副楼部分采用消防泵直接供水，将临水供到80米楼层顶，并同时负责整体地下室施工期间消防供水；主楼部分采用3级消防水泵和3级水箱接力供水，将临水供到200米高空，满足施工用水、消防用水以及排污用水的供应。临时消防系统平面布置上，在结构施工期间布置在核心筒部位，确保施工作业面消防供水，装修
20、施工期间，布置在外围办公区域，既确保了消防供水，又不影响装修施工。临时消防系统的立面布置，保证中、低、高区各作业层供水不间断，能够完全满足消防用水要求。消防供电采用专用消防配电线路，并安排专人负责，确保施工期间快速响应。以上各项措施在生产实践中取得了良好的防控效果。2、甘肃省电力集团调度通讯楼位于兰州市城关区盐场堡村，地上由主楼及裙房组成。其中主楼为超高层，共40层，高度188m。主楼结构形式为型钢混凝土筒中筒结构，裙房结构形式为框架剪力墙结构。临时消防系统采用DN100钢管从市政引入总消防池，并同时负责整体地下室施工期间消防供水，主楼采用2级消防水泵和2级水箱接力供水，满足施工用水、消防用水以及排污用水的供应。3、海南海阔天空国瑞城二期工程S5地块总承包工程位于海南省海口市五指山南路省政府中心东侧，地上由主楼及裙楼组成，其中主楼为超高层，共39层,建筑高度为149.9m。主楼结构形式为型钢混凝土框架-钢筋混凝土简体的混合结构体系，裙楼采用钢筋混凝土框架-剪力墙体系。临时消防系统采用DNlOO钢管从市政引入总消防池，并同时负责整体地下室施工期间消防供水，主楼采用3级消防水泵和3级水箱接力供水，满足施工用水、消防用水以及排污用水的供应。
